> 5. У такому випадку параметри точки 5 визначаються з припущення про те, що в насосі відбувається процес дроселювання потоку гелію від тиску р 4 до p 5 при h 4= h 5=const, а робота насоса A н. ц=0. Параметри в точці 6, тобто на виході теплообмінника I, визначаються за підпрограмі
HEX2 .
Розрахунок параметрів стану гелію в характерних точках циркуляційного контуру закінчується обчисленням теплового потоку, відведеного кріогенної установкою:
. (2.25)
Параметри циркуляційного і киплячого гелію у всіх характерних точках розраховуються за допомогою програми Термодинамічне поле , розробленої на базі підпрограм розрахунку термічних і калорических параметрів кріогенних робочих речовин (див. разд.1).
Чисельний експеримент проводиться при допущенні, що всі елементи ротора (токовводи, теплові екрани, теплообмінники теплових мостів, елементи підвіски ротора) охолоджені до робочих температур і теплоприток в них знімається завдяки додатковому потоку гелію G , а циркуляційний гелій сприймає тільки рівномірно розподілений по периферії ротора тепловий потік Q 1.
Для розрахунку приймаються наступні умови: температура киплячого гелію в апараті I T кип=3,5 К; довжина кріотрубопровода L т=10 м, а теплоприток до них; ККД насоса? Н. ц=0,7; ізоентропний ККД процесів стиснення і гальмування гелію в радіальних каналах ротора? s =0,9 ... 1,0; радіус R m =0,34 м; довжина каналів охолодження СПОВ l к=2,5 м; число каналів охолодження N к=388 з внутрішнім діаметром d вн=0,002 м; частота обертання ротора n =50-1 с.
Результати чисельного експерименту відображені на рис. 2.17.
Рис. 2.17. Зміна температури гелію при R m =0,34 м: а - на виході з каналів бандажа СПОВ; б - власного напору ротора
З аналізу рис. 2.17, а випливає, що температура гелію на виході з каналів на ділянці циркуляційного контуру інтенсивно падає при зміні маси потоку з 0,025 до 0,1 кг/с. Подальше збільшення витрати гелію в каналах з 0,1 до 0,2 кг/с істотного зменшення температури циркуляційного гелію в точці 2 (див. Рис.2.15) не викликає. При витраті речовини циркуляційного потоку гелію порядку 0,03 кг/с для прийнятих значень Q 1 забезпечується заданий рівень термостатування, оскільки отримані значення температури менше заданого значення максимально допустимої температури СПОВ T max=6 К.
Значення власного напору ротора в циркуляційному тракті при певних параметрах однофазного потоку досить велике (див. рис.2.17, б). Враховуючи, що власний натиск ротора при постійній лінійній швидкості потоку на відстані R m від осі обертання залежить від різниці значень щільності гелію на ділянках, де рух його відбувається під дією відцентрових і центро-стремітельних сил, констатуємо, що H p зростає при збільшенні Q 1 і зменшенні M ?.
Компенсація гідравлічних втрат тиску на низці дільниць циркуляційного контуру призводить до того, що практично у всіх розглянутих розрахункових режимах тиск перед насосом p 4 вище необхідного p 5 і A н. ц=0.
3. Моделювання руху реального робочого речовини в обертових каналах
У системах криогенного забезпечення енергетичних машин і пристроїв широко застосовуються потокові машини динамічної дії, звані лопаток або ТУРБОМАШИН. До них відносяться турбокомпресори, Турбодетандери, кріогенні нагнітачі, а також відцентрові насоси. У лопаткових машинах головними робочими елементами, що утворюють проточну частину, служать дві решітки - обертається (робоче колесо) і нерухома (направляючий апарат).
Об'єкти криостатирования з циркуляційним охолодженням забезпечені системою каналів, в яких забезпечується заданий режим течії кріоагента. Специфічним об'єктом криостатирования є ротор КТГ, в каналах якого під дією відцентрових або доцентрових сил створюються специфічні умови течії гелію. У зв'язку з цим інтерес представляє якісна оцінка характеру зміни параметрів потоку робочої речовини в міжлопатковому каналах робочих коліс відцентрових насосів, кріогенних нагнітачів і в радіальних каналах ротора.
Основні рівняння руху робочої речовини зі змінною масою при обліку тертя і підведення енергії. Розглянемо елемент каналу (рис. 2.18), укладений між перетинами 1-1 і 2-2.
Рис. 2.18. Розрахункова схема одновимірного течії стисливого робочої речовини в довільному перерізі каналу
Приймемо, що в перерізі 1-1 потік робочої речовини і канал характеризуються наступними параметрами:?- Щільність, T - температура,
